Полушария головного мозга соединяются друг с другом: OECD iLibrary | Page Not Found

Разделение сиамских близнецов: уникальная операция британских врачей

«Они были очень красивые, с хорошими волосами и белой кожей. Я даже не думала о том, что они соединены. Они даны Богом».

Девочек назвали Сафа и Марва в честь священных холмов в Мекке в Саудовской Аравии — месте паломничества мусульман.

Через месяц близнецов выписали из больницы, и семья согласилась на разъединение девочек, если это возможно.

Военный госпиталь предложил провести операцию, но предупредил, что одна из девочек, скорее всего, умрет. Мать отказалась рисковать.

Она начала искать другие варианты. И когда близнецам было три месяца, связалась с Овазом Джилани, детским нейрохирургом, который работает в одном из ведущих педиатрических отделений мира — больнице на Грейт-Ормонд-Стрит (GOSH) в Лондоне.

По стечению обстоятельств, хирург был родом из соседнего региона, Кашмира, он и семья близнецов сразу нашли общий язык.

Увидев сканы мозга девочек, хирург убедился, что их можно безопасно разъединить, но чтобы получить лучший результат, сделать это надо до того, как им исполнится год.

В августе 2018 года визы в Великобританию были готовы, а вот деньги — нет.

Британская национальная система здравоохранения такие операции не финансирует. Джилани удалось собрать лишь небольшую сумму, необходимую для оплаты ухода в больнице.

Марве и Сафе пока 19 месяцев, и они уже давно переросли тот возраст, когда хирурги GOSH были готовы их оперировать. Любая дальнейшая задержка означает, что разъединение будет все опаснее, а реабилитация — сложнее.

Джилани немедленно вызывает семью в Англию.

Как рассказывает мать детей, девочки имеют очень разные личности, несмотря на то, что они соединены.

Хирурги Оваз Джилани и Дэвид Данауэй, под руководством которых проводилась серия операций по разъединению близнецов

Сафа — «умная и веселая, очень разговорчивая». Марва — более застенчивая. «Она иногда разговаривает сама с собой, но, когда мы говорим с ней, отвечает не всегда», — говорит Зайнаб.

Вскоре после их приезда происходит чудо. Во время обеда со своей подругой-адвокатом Джилани рассказывает историю близнецов. Женщина немедленно делает телефонный звонок.

И через несколько минут пакистанский бизнесмен Муртаза Лахани, которому позвонила женщина, предлагает покрыть все расходы на операцию и лечение.

«Дело не в том, что я тоже из Пакистана, — говорит Лахани. — Настоящая причина — это то, что операция спасет жизнь двух детей. Для меня это несложное решение, так как я забочусь о будущем».

Слитые воедино

Сиамские близнецы развиваются из одного оплодотворенного яйца и поэтому они всегда идентичны.

Есть две теории, почему они соединяются. Возможно, деление на два эмбриона происходит позже, чем обычно, и близнецы не отделяются полностью.

Либо после распределения части тела эмбрионов остаются в контакте и сливаются в процессе роста.

Чаще всего сиамские близнецы соединяются в области грудной клетки, живота или таза.

Случай Сафы и Марвы становится уникальной сверхзадачей для британских хирургов. Девочки соединены в теменной части головы, их лица повернуты в разные стороны.

Они никогда не видели друг друга.

Их общий череп имеет форму удлиненной трубы. МРТ показывает, что мозг в каждой из них отдельный, но деформирован. Правое полушарие каждого мозга выступает в черепную полость второго близнеца.

Эта искаженная форма потребует коррекции.

Наибольшее беспокойство хирургов вызывает сложная совместная сеть вен и артерий. Близнецы обеспечивают кровью друг друга. Разъединение может привести к голоданию мозга и инсульту.

Официальных данных о распространенности такого типа сиамских близнецов нет. Но предполагают, что такой случай выпадает на каждые 2,5 млн родов. Большинство краниопагов не живут дольше 24 часов.

Каждый случай уникален. Операций по разъединению таких близнецов было проведено всего 60 с первой попытки в 1952 году.

Больница на Грейт-Ормонд-Стрит — мировой лидер по такому виду операций, а Сафа и Марва будут их третьим случаем близнецов-краниопагов. Впрочем, это больше, чем в любой другой больнице.

Кроме хирургов и медсестер, есть команда из сотни специалистов, которые будут проводить операцию и ухаживать за близнецами, включая биоинженеров, дизайнеров 3D-моделей и виртуальной реальности.

Разъединение мозга близнецов и отделение кровеносных сосудов проведет детский нейрохирург Джилани. А профессор пластической хирургии Дэвид Данауэй восстановит череп каждой девочки, нарастив его теменную область.

Путь к независимости близнецов должен пройти в три основных этапа.

Цель первой операции- разделение общих артерий. Сначала хирургам придется вынуть три больших сегмента черепа. После завершения операции, которая длилась 13 часов, черепные кости возвращают на место.

После двух дней в отделении интенсивной терапии девочки возвращаются в свою уже привычную палату. Их состояние неплохое.

Современные технологии

И Джилани, и Данауэй ранее уже проводили операции по разъединению близнецов-краниопагов в 2006 и 2011 годах. Но случай Сафы и Марвы намного сложнее, в частности из-за искаженной формы мозга детей.

Близнецы Ритал и Ритадж Габура, которых профессор Джилани разъединил в 2011 году

Впрочем, технологии визуализации и моделирования сделали значительный скачок в последние восемь лет, что помогает спланировать операцию по разъединению более тщательно, чем когда-либо прежде.

Благодаря 3D-принтеру врачи могут физически держать в руках модель черепа и мозга, отрабатывая все операционные манипуляции.

Более того, с помощью системы дополненной реальности Джилани способен во всех деталях рассмотреть общую сосудистую систему близнецов.

«Это потрясающе, — восхищается он. — Нам повезло иметь здесь таких инженеров и IT-специалистов. Они делают то, что мы, медики, не умеем».

Сложное решение

Задача второй операции — отделение вен. На этот раз дела не идут гладко.

С момента последней операции в шейных венах Сафы образовались сгустки. Они ограничивают отток крови из ее мозга, ее кровь устремляется в мозг Марвы. Артериальное давление одной девочки слишком возрастает, у другой — опасно падает.

Анестезиологи пытаются удержать их состояние стабильным. Но в определенный момент в операционной повисает тяжелая тишина.

К счастью, кризисная ситуация миновала, но не без серьезных последствий. Хирургам понятно, что Марва — более слабый близнец. Поэтому они решают ключевую общую вену отдать ей. Это увеличит ее шансы на выживание.

Это очень трудное решение. Джилани осознает, что это может серьезно повлиять на состояние Сафы.

Но команда соглашается с его решением. Операция длится более 20 часов. Джилани абсолютно истощен и в конце концов передает близнецов в руки пластического хирурга Джулинг Онг, которая закрывает их черепа.

В конце дня Джилани звонит в больницу из дома, чтобы узнать о состоянии девочек. Ему рассказывают, что Сафа не дышит, а на ее коже сыпь.

Истощенный эмоционально и физически, Джилани падает на пол в кухне и начинает плакать.

«Моя бедная жена никогда раньше не видела меня таким», — рассказывает врач.

Джилани и Данауэй возвращаются в отделение интенсивной терапии и видят на МРТ, что произошло то, чего они опасались. У Сафы случился инсульт — в той области мозга, откуда они изъяли ключевую вену для Марвы.

В течение следующих двух дней Сафа находится в критическом состоянии. Семья молится у кровати близнецов.

В результате Сафа все же показывает признаки улучшения. Обоих близнецов отключают от аппарата искусственной вентиляции легких, они способны дышать самостоятельно.

Однако вследствие инсульта Сафа плохо двигает левой рукой и ногой. Джилани очень волнуется. «Я не успокоюсь, пока у девочки полностью не восстановятся движения конечностей. Ведь я виноват в том, что произошло», — говорит врач.

Создание новой кожи

Не менее сложная проблема — создание двух круглых голов для близнецов. Они не имеют ни достаточного количества костной ткани, ни кожи.

Пластические хирурги Дэвид Данауэй и Джулинг Онг решают вставить четыре небольших пластиковых пузыря под кожу на лбу и в задней части общего черепа девочек, чтобы стимулировать рост кожи на этих участках.

«Мы постепенно вводим в пузыри физраствор, чтобы медленно растягивать кожу», — объясняет Данауэй.

Хирурги надеются, что за шесть недель кожа растянется достаточно, чтобы им хватило на два отдельных темя девочек.

Это были очень непростые несколько месяцев для Сафы и Марвы. Они боролись с инфекциями и высокой температурой, сердце Марвы выдерживало огромную нагрузку. Но в конце концов их состояние стабилизировалось.

В феврале 2019 года пришло время последней операции, после которой девочки наконец смогут увидеть друг друга.

После первой операции прошло 4 месяца. Близнецы уже перенесли 35 часов на операционном столе.

В течение следующих семи часов хирурги разъединяют кости, мозг и ткани, пока не остается только одна часть твердой оболочки — мембрана вокруг мозга.

Отделяют и ее, а затем несколько членов хирургической команды осторожно разносят в разные стороны два крошечных тела.

Они все еще близнецы, но больше не соединены.

«Потрясающе», — восклицает Данауэй.

Впервые за два года жизни выживание каждой из сестер больше не зависит от другой. Это облегчает работу обеим командам анестезиологов, которые стабилизируют частоту сердечных сокращений, артериальное давление и другие жизненно важные показатели у девочек.

Но разъединение — это только начало сегодняшней операции. Теперь хирурги должны сформировать череп для каждой девочки из остатков их совместной черепной коробки. А также покрыть его кожей, которая должна за это время вырасти.

Для второй половины операции близнецов развозят в отдельные операционные. Половина хирургической команды остается с Марвой под руководством Джилани и Онг, а Данауэй возглавит вторую команду в соседнем зале, где они будут реконструировать череп Сафы.

Чтобы безопасно перевезти девочку в другой зал, ее открытый мозг покрывают пластиковой пленкой.

3D-модель черепа и мозга позволила хирургам тщательно подготовиться к операции

В течение последних четырех месяцев хирурги, мягко надавливая на мозг близнецов, пытались постепенно исправить его форму. Им это удалось в значительной степени, хотя головы девочек всегда будут несколько выше в задней части.

Чтобы костной ткани хватило, хирурги расслаивают фрагменты черепа, из которых они наподобие пазла формируют две отдельные черепные коробки. Промежутки между костями засевают костными клетками, которые в течение следующих месяцев должны медленно разрастись.

Последняя задача — растянуть кожу над реконструированным черепом. Ее хватает ровно настолько, насколько нужно. Данауэй качает головой от удивления.

В половине второго ночи, после 17 часов в операционной, происходит трогательная встреча двух главных хирургов с семьей девочек.

Джилани на урду сообщает Зайнаб, что ее дочери, наконец, разделены. Потрясенная мать целует врачам руки.

Ритал и Ритадж

Пока Сафа и Марва постепенно выздоравливают в лондонской больнице, Джилани и Данауэй отправляются в Ирландию посетить Ритал и Ритадж Габура, еще одних близнецов-краниопагов, которых они разъединили в 2011 году в возрасте 11 месяцев.

Они рады увидеть девочек, которым в сентябре исполнится девять лет. Их отец Абдель-Маджид Габура работает акушером в местной больнице. Его жена, Энас, училась на психиатра в Судане.

Единственное свидетельство того, что их черепа были когда-то соединены, — небольшая асимметрия в форме головы.

Абдель-Маджид и Энас Габура со своими дочерьми Ритал и Ритадж

Случай сестер Габура — один из самых успешных результатов разделения краниопагов, в отличие от Сафы и Марвы их мозг не был деформированным.

Для двух хирургов это — очень эмоциональная встреча. «Они видят девочек в их доме, близнецы ходят в школу, общаются с друзьями, они и их семьи ведут счастливую жизнь. Это — самая большая награда для нас», — говорит Данауэй.

Ритал и Ритадж также являются свидетельством того, что результат операции сильно зависит от возраста близнецов. Чем раньше, тем лучше.

Сафа и Марва будут иметь определенные долгосрочные недостатки, возможно, с движением или умственными способностями. Но мать девчушек радуется и тому, что есть. Она благодарна, что врачи подарили им шанс на жизнь.

Выздоровление

Сегодня хирурги создали благотворительную организацию Gemini Untwined («разделенные близнецы»), которая будет финансировать исследования и помогать собирать средства для будущих операций.

Прошло пять месяцев с момента последней операции. Сафа и Марва прошли непростой путь восстановления.

Им требовалась дополнительная трансплантация кожи на голове и курс физиотерапии, чтобы научиться базовым вещам, таким как поворачиваться, сидеть, держать голову.

Когда наступает время выписки, мать обнимает медсестер и врачей, на глазах у всех слезы. Джилани выходит попрощаться прямо из операционной.

Он с теплотой смотрит на семью, к которой успел привязаться за это время. Но на его лице также гордость, когда он видит, что девочки достаточно выздоровели, чтобы выписаться из больницы.

Сафа и Марва с семьей останутся в Лондоне в течение следующего полугодия. Близнецы будут проходить курс физиотерапии и осмотры врачей. В Пакистан они планируют вернуться в начале 2020-го.

Когда они покидают клинику, которая в течение последних 11 месяцев стала для них домом, Зайнаб осознает, что разъединение девочек было правильным решением.

«Я очень счастлива. С Божьей милостью я могу теперь подержать на руках одну дочь, а потом вторую. Бог услышал наши молитвы».

Хотите поделиться с нами своими жизненными историями? Напишите о себе на адрес [email protected], и наши журналисты с вами свяжутся.

Изменения, происходящие «на молекулярном уровне» в процессе развития мозга очень похожи у разных групп приматов

Ученые из Сколтеха совместно с учеными из Китая изучили процесс регуляции работы генов в префронтальной коре головного мозга у человека, макаки и шимпанзе на разных стадиях развития: от новорожденных до зрелых особей. Исследования показали, что изменения, происходящие у разных приматов в мозге на разных стадиях развития, очень консервативны и похожи. Судя по всему, события, происходящие в мозге на этих этапах, настолько важны, что движущие силы эволюции действуют на них очень медленно.

Для изучения работы генов ученые выбрали один из самых интересных процессов, происходящих в наших клетках, – альтернативный сплайсинг. Альтернативный сплайсинг – процесс, при котором куски продуктов одного и того же гена по-разному соединяются друг с другом, образуя в итоге разные варианты молекулы матричной РНК, непосредственно кодирующей белок. Таким образом альтернативный сплайсинг может позволить одному гену кодировать несколько различных белков. По современным представлениям альтернативному сплайсингу подвергается 95% всех генов у млекопитающих  в части случаев это приводит к появлению альтернативных белков

Предыдущие исследования показали, что для многих генов альтернативный сплайсинг меняется, как при нормальном развитии, так и в результате болезни, и эти изменения играют важную роль в работе организма. Другие исследования показали, что альтернативный сплайсинг быстро меняется в ходе эволюции. Если сравнивать альтернативный сплайсинг в разных тканях одного организма и в одной и той же ткани у разных видов, то различий в первом случае, как ни странно, будет меньше. Эти два наблюдения ставят новый интересный вопрос: Может ли альтернативный сплайсинг нести в себе важные функции, если он так быстро эволюционирует? Ученые привыкли, что механизмы, отвечающие за самые важные процессы в нашем организме, очень эволюционируют медленно и крайне консервативны на протяжении миллионов лет: они слишком важны, чтобы меняться.

В своем последнем исследовании ученые из Сколтеха и Шанхайского университета проанализировали альтернативный сплайсинг на выборке из 168 образцов мозга людей, шимпанзе и макак-резус. Исследовалась префронтальная кора головного мозга – самая загадочная часть коры больших полушарий, отвечающая за сложную мыслительную активность, например, за составление планов действий и принятие решений. Ученых интересовало, как меняется альтернативный сплайсинг в процессе развития живого организма. Ведь может быть именно выбор альтернативного варианта того или иного белка отвечает за отличия между человеком и обезьяной?

Выяснилось, что отличий в сплайсинге между отдельными видами гораздо больше, чем отличий между различными стадиями развития. Однако, хотя изменения в ходе развития происходят не так часто, они очень консервативны во всех трех изученных видах. Ученым удалось обнаружить мутации, объясняющие большинство сильных межвидовых отличий сплайсинга, и определить более двадцати белков, регулирующих его возрастные изменения. Интересно, что, несмотря на высокую консервативность альтернативного сплайсинга, продемонстрированную учеными, у человека было обнаружено больше возрастных изменений альтернативного сплайсинга по сравнению с другими приматами.

Михаил Гельфанд, профессор Сколтеха: «Известно, что человек, по сравнению с другими приматами, рождается на свет недоношенным. Можно предположить, что специфические для человека варианты, которые мы наблюдаем, характерны для более ранних этапов формирования мозга и вносят вклад в пластичность мозга, характерную для человека.»

«Альтернативный сплайсинг считается очень важным механизмом, играющим ключевую роль в развитии нервной системы. Нам было интересно, может ли он так сильно меняться от вида к виду, как было показано в более ранних исследованиях? Похоже, что на самом деле важная часть сплайсинга меняется вовсе не так быстро, как казалось ранее!» – рассказывает первый автор исследования, научный сотрудник Сколтеха Павел Мазин.

Результаты исследования опубликованы в журнале RNA.

Источник изображения: flickr/Schristia

Контакты:
Skoltech Communications
+7 (495) 280 14 81

«Ребенку интеллектуалов могут достаться гены дурочки-прапрабабки» — нейрохирург Андрей Зуев – Москвич Mag – 01.09.2020

Человеческий мозг — величайшая загадка мироздания, и чем больше ученые и врачи узнают о нем, тем больше вопросов возникает. «Москвич Mag» поговорил с  заведующим отделением нейрохирургии Пироговского центра, кандидатом медицинских наук Андреем Зуевым о том, зачем во время открытых операций на мозге пациентов просят играть на музыкальных инструментах, цитировать Байрона в оригинале или решать математические задачи, почему самая банальная на первый взгляд травма головы может стать смертельной и какая головная боль сигнализирует об угрозе инсульта.

Какой мозг у человека при рождении и какие изменения происходят в нашей голове на протяжении жизни?

Новорожденный появляется на свет с незрелой корой головного мозга. Нейроны, которые отвечают за различные функции, в том числе мышление и движение, формируются до трех-пяти лет. После того как кора сформирована, ее зоны начинают устанавливать между собой различные связи. И чем больше человек учится, тем больше этих связей.

Ребенок пытается ходить, и между первичной моторной корой, отвечающей за простейшие движения, и корой, которая находится в отделах передней лобной доли и создает из этих простейших движений определенный алгоритм, образуются нейронные связи. Пока эти связи не возникли, ребенок не пойдет. Но вот малыш встал, сделал первые шаги, правда, неуверенно, так как до конца связи с лобной долей и мозжечком не оформились. И только когда все эти связи станут устойчивыми, ребенок сможет ходить как взрослый. То же самое с речью и любой другой функцией.

Инволюция, или старение мозга, и нарушения в двигательной сфере происходят в обратной последовательности. Например, в результате ишемии, на фоне атеросклероза и дегенеративных процессов в мозге начинают нарушаться связи. Зоны живы, а связи нарушены. Степень деградации зависит от степени повреждения этих связей, из-за которых у пожилого человека мыслительный процесс становится медленнее, движения менее ловкими. Понятно, что чем больше мы будем тренироваться, тем дольше связи, которые формируются и за счет умственной, и за счет физической деятельности, у нас будут оставаться активными.

Есть зоны нашего мозга, которые отвечают за конкретные навыки?

Несколько десятилетий назад ученые считали, что есть некоторые зоны мозга, отвечающие за определенные функции, а есть участки, которые почти ни в чем не участвуют. Но сегодня мы знаем, что практически весь мозг задействован в выполнении той или иной функции, и любая функционально значимая зона, повреждение которой приведет к серьезным нарушениям, связана с близлежащими отделами мозга, а в некоторых случаях лобная доля может быть связана с затылочной долей. И эти связи мы можем даже на МРТ увидеть.

Например, если человек изучает иностранный язык, то зона, отвечающая за родной язык, для нас русский, будет на некотором расстоянии от зоны английского или французского.

Значит ли это, что при повреждении какой-то зоны другие части мозга берут на себя ее функции?

Такое иногда бывает. Нейропластичность мозга в некоторых случаях позволяет функциональной зоне переехать на соседние участки коры головного мозга, а в исключительных случаях даже в другое полушарие. Удаляя опухоль, которая локализуется в функционально значимой речевой зоне, мы не вырезаем ее полностью, а оставляем фрагмент, так как полная резекция может привести к серьезным речевым нарушениям пациента. И когда через полгода-год мы делаем контрольное исследование, то видим, что речевая зона переместилась на 2–3 см на ближайшие участки. Для хирургов это сигнал, что можно безопасно удалить оставшийся фрагмент опухоли.

Почему одни люди умные, а другие нет?
Генетический фактор никто не отменял. У интеллектуалов-родителей ребенок может быть глупеньким, потому что ему достались гены дурочки-прапрабабки. На гены мы влиять не можем, но на другие факторы, например обучение, можем. На чистый лист бумаги положить правильные мазки.

Что лучше развивает мозг — языки, математика, спорт?

Все развивает — и спорт, и музыка, и математика. Но для развития таланта надо вычленить ту функцию, к которой у ребенка есть предрасположенность, например музыку, и ее развивать. При этом обязательно мозгу надо давать отдохнуть, при плотной и постоянной загрузке всех зон мозга не факт, что он сможет грамотно обработать информацию.

Что мешает развитию коры головного мозга и формированию связей?

Определенные заболевания. Опухоль, рассеянный склероз, травма, кровоизлияние. Некоторые поражения неочевидны и происходят на уровне передачи информации между нейронами. Если нарушен процесс передачи ионов (от одной клетки к другой информацию несут ионы и другие медиаторы), например вследствие гипоксии, генетической поломки или аутоиммунного заболевания, то передачи информации не происходит или она передается частично. Это все замедляет процесс обучения, как это бывает у детей с ДЦП, расстройствами аутического спектра или больных эпилепсией.

Взять мозг и пересадить в череп андроида и пришить сосуды не проблема. Но чтобы мозг человека управлял стопроцентно искусственным телом, вряд ли возможно в ближайшее время.

Какой-то участок мозга по непонятной причине начинает производить большое количество электрических импульсов, и эти импульсы блокируют определенную зону мозга (она во время приступа и перед приступом не готова воспринимать информацию). В итоге все меньше информации приходит в эту зону мозга, она остается недоразвитой, а ребенок растет с задержкой развития.

Можно ли вылечить эпилепсию хирургическим путем?

Мы этим активно занимаемся. Иногда удастся четко локализовать зону, которая вырабатывает избыточный электрический сигнал, тогда удаление этой зоны приводит к полному выздоровлению и избавлению от приступов. Но есть много сложностей и условий: не всегда можно локализовать эту зону, так как на МРТ ее не видно, и нельзя ответить на вопрос о точном размере этой зоны, что это — маленький участок в несколько сантиметров или она распространяется на все полушарие. Но если убрать одно полушарие, то человек станет инвалидом.

Хотя есть и такие операции, когда целиком удаляется больное эпилептогенное полушарие, которое уже практически никаких функций не несет, для того, чтобы спасти здоровое. И ребенок тогда развивается за счет второго полушария. У ребенка мозг очень пластичный, он может научить свое недоминантное полушарие доминантным функциям, взрослый — нет. Если у взрослого речь зафиксирована в левом полушарии, то она там и останется, в лучшем случае переедет на соседние зоны, или извилину, но не дальше. А у маленького ребенка может и на другое полушарие.

Теория правополушарных и левополушарных людей еще признается наукой?

Руки и ноги двигают оба полушария, но какие-то нервные функции, в том числе и речевые, локализованы в доминантном. У большинства людей доминантное полушарие левое, и они правши, а у 20% доминантное правое, и они, как правило, левши.

Вы делаете такие операции на мозге, во время которых человек остается в сознании и активно коммуницирует во время хирургического процесса? На YouTube есть даже ролик, где человек со вскрытым черепом играет на гитаре.

Да, эта методика в нашей клинике стала уже рутинной, еженедельно проходят одна-две подобные операции.

В приоритете современной хирургии не тотальное удаление опухолей, а сохранение функций мозга. Если речь идет о двигательных функциях, то мы можем с помощью определенных манипуляций во время анестезии верифицировать эту зону, не приводя пациента в сознание. Но когда речь идет о сложной высшей нервной деятельности — мышлении, речи, музыкальных навыках, необходимо пробудить больного.

Существует несколько видов нейрофизиологического мониторинга, благодаря которым во время операции с четкостью до одного миллиметра можно утверждать, что данный участок отвечает именно за определенную функцию. Например, если для человека жизненно важны второй и третий языки, тогда мы локализуем и зону родного, и зоны второстепенных языков во время операции. У меня есть опыт успешной операции профессионального переводчика, которому удалось сохранить все четыре языка, выделив все зоны и аксональные связи.

Как это технически происходит?

Во время хирургических манипуляций с мозгом пациенту дают различные задания и смотрят, происходит ли нарушение.

Наш речевой аппарат состоит из двух больших зон: одна, расположенная в лобной доли, производит слова, другая, находящаяся в височной, их понимает. Чтобы локализовать первую зону, достаточно попросить перечислить предметы или посчитать, и когда мы подходим вплотную к зоне, отвечающей за произведение речи, пациент просто замолкает. С височной зоной сложнее — надо оценить, как больной понимает смысл сказанного. Тут арсенал увеличивается: от названий предметов до заданий продолжить предложение или описать картинку. Помимо лобной и височных долей за речь отвечают специальные тракты, длинные волокна в белом веществе, которые соединяют разные волокна друг с другом. Повреждение этих трактов также может привести к речевым нарушениям. Чтобы этого не было, перед операцией мы делаем специальное МРТ в режиме трактографии, которое нам показывает, где эти тракты проходят. А во время операции, когда хирург вплотную к этим трактам подходит, другие специалисты, например нейролингвисты, делают на каждый тракт определенный тест.

Неужели вы пускаете в операционную не только медиков?

Врачи не всегда могут адекватно оценить нарушение той или другой глубокой функции, поэтому во время операции присутствуют профессионалы из нужных нам областей — нейролингвисты, музыканты, математики, способные уловить даже мельчайшие изменения в мышлении.

Одному математику во время операции в нашей клинике задавали логарифмические уравнения. А его ответы анализировал другой профессиональный математик.

Например, есть определенный тракт, который соединяет лобную долю с затылочной, отвечающей за восприятие зрения: человек увидел картинку, воспринял ее затылочной долей, дальше ему эту информацию надо перекинуть в лобную долю, чтобы понять, что за картинка, и потом из лобной — в речевой аппарат. Если затронуть любой из этих путей, могут быть значительные нарушения: пациент может не узнать картинку, если нарушен тракт между затылком и лобной долей, или не сможет ее назвать, если нарушен тракт между затылком и зоной понимания. Поэтому очень важно иметь в команде профессионального лингвиста, который четко выделит эти пути.

Или идет работа со структурами теменной доли. Тогда больного просят вычислить какие-то арифметические примеры, иногда, если математика важна для его работы, могут быть чрезвычайно сложные задания. Одному математику во время операции в нашей клинике задавали логарифмические уравнения. А его ответы анализировал другой профессиональный математик.

У вас тоже в операционной пациенты дают концерты со вскрытым черепом?

Была у меня одна пациентка — преподаватель музыки. На время ее операции мы пригласили профессионального музыканта, который играл разные ноты и музыкальные фразы, а она их называла, чтобы все были уверены, что ее профессиональные знания и способности не пострадают.

С какими болячками чаще всего к вам приходят москвичи?

Мы специализируемся на опухолях головного мозга, эпилепсии и заболеваниях позвоночника. С этим к нам и приходят.

Какие правильные действия при сотрясении мозга или травме черепа?

Любая черепно-мозговая травма, которая привела к потере сознания — повод к нейровизуализации. Иными словами, надо срочно сделать МРТ. Бывает, что пациент пришел в себя после краткой потери сознания, встал и вроде неплохо себя чувствует, но это может быть лишь так называемым светлым промежутком. А на самом деле в момент травмы у него произошел разрыв сосуда, и кровь потихоньку начала выходить в мозг. И, когда через три-четыре часа наберется достаточный объем гематомы, человек может впасть в кому. Если срочно не провести операцию, он умрет.

Какие распространенные симптомы инсульта?

Как правило, происходит внезапное выпадение какой-то функции: лицо потеряло симметрию, рука-нога перестала двигаться. Есть инсульты, которые протекают по типу выраженных головных болей, когда вдруг на фоне полного здоровья развивается сильная головная боль, которая ничем не снимается. В таких случаях — срочно к врачу.

Мобильные телефоны или 5G-вышки могут провоцировать болезни мозга?

Мы живем в эру доказательной медицины. До тех пор пока такое влияние не доказано, говорить об этом можно только на уровне догадок.

Как к человеку приходят великие мысли? Черпают ли гении идеи из информационного поля Земли, ноосферы, космоса?

Ясного понимания, как возникают мысли у ученых, нет. Известно лишь, какие зоны должны активизироваться, чтобы человеческую мысль воспроизвести. Мы видим лишь верхушку айсберга, но фундаментально более глубокие аспекты процесса нам до сих пор не известны.

Лично я не верю в информационное космическое облако, так как не знаю ни одного кусочка мозга, который мог бы взять на себя функцию антенны. Скорее каждый мозг человека — индивидуальный компьютер, не связанный напрямую с сетью или с главным компьютером. Но сеть все же есть — это наше социальное общение.

Что вы думаете про возможности пересадки мозга в аватар, искусственное тело?

Взять мозг и пересадить в череп андроида и пришить сосуды не проблема. Уже есть протезы, которые соединены с нейросетью, и мысль приводит в движение пальцы искусственной руки. Но сделать так, чтобы мозг человека управлял стопроцентно искусственным телом, вряд ли возможно в ближайшее время. Головной мозг связан с кучей нервов, со спинным мозгом, и эти нейросвязи восстановить сейчас практически нереально. Но в будущем, пусть и отдаленном, все может быть.

Фото: из личного архива Андрея Зуева

13,7: Космос и культура: NPR

Пришло время переосмыслить все, что, как вы думали, вы знали о совместной работе правого и левого полушарий мозга. iStockphoto скрыть подпись

Пришло время переосмыслить то, что, как вы думали, вы знали о совместной работе правого и левого полушарий мозга.

Иногда идеи, берущие начало в науке, просачиваются в более широкую культуру и начинают жить собственной жизнью. До сих пор часто можно услышать, что людей называют «анальными» — это фрейдистская идея, которая больше не имеет большого значения в современной психологии. Такие идеи, как черные дыры и квантовые скачки, играют метафорическую роль, которая лишь слабо связана с их первоначальным научным смыслом.

А как насчет идеи, что у некоторых людей больше правое полушарие, а у других — левое? Или что есть особый аналитический и вербальный стиль мышления, связанный с левым полушарием мозга, и более целостный творческий стиль, связанный с правым? Это научные факты или культурные выдумки?

Инфографика воспроизведена только в прошлом месяце на сайте Lifehack.Например, org обещает объяснить, «почему вы действуете именно так, как действуете», раскрывая, «какую часть своего мозга вы склонны использовать больше». В статье на Oprah.com объясняется, «как задействовать правое полушарие мозга». И десятилетия исследований с использованием поведенческих и нейробиологических методов действительно выявили удивительные и систематические различия между областями мозга.

С другой стороны, некоторые недавние заголовки ставят под сомнение дихотомию левого и правого полушарий. Одна широко разрекламированная статья, обобщенная в The Guardian , не смогла найти доказательств того, что у людей, как правило, более сильные сети левого или правого мозга.В новой книге Стивена М. Косслина и Дж. Уэйна Миллера утверждается, что разделение левого и правого полушарий мозга в значительной степени фиктивно, и его следует заменить разделением верхнего и нижнего мозга.

Итак, хотя есть что-то очень убедительное в четкой классификации правого полушария мозга по сравнению с левым (или это говорит только мое левое полушарие?), У нас есть веские основания для скептицизма. Реальная история, как и следовало ожидать, немного сложнее, но, возможно, более интересна, чем кажется, исходя из инфографики и популярных заголовков.

Чтобы получить более ясное представление о том, что мы знаем и чего не знаем о различиях полушарного мозга у людей, мне посчастливилось взять интервью у ведущего когнитивного нейробиолога Кара Д. Федермайер, чьи исследования сосредоточены на языке, памяти и других проблемах. полушаровая асимметрия на протяжении всей жизни. Доктор Федермайер — профессор психологии в Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн, где она также связана с Программой неврологии и Институтом передовых наук и технологий Бекмана.(И, полное раскрытие, она также была одним из моих первых научных наставников и соавторов.)

Одна идея, которую часто можно услышать в популярных дискуссиях о психологии, заключается в том, что левое полушарие является местом выражения речи и более «логичным», тогда как правое полушарие более творчески. Есть ли правда в этой идее?

Одна из проблем, связанных с ответом на этот вопрос, состоит в том, что мы сначала должны договориться о том, что вообще означают слова «логический» и «творческий». Итак, давайте рассмотрим (относительно) более четко определенный случай: математические навыки, которые часто считаются частью того, в чем «логическое» левое полушарие было бы хорошо.

Существуют различные виды математических навыков, от умения оценить, какой из двух наборов вещей имеет большее количество элементов, до счета и различных типов вычислений. Исследования показывают, что в целом способности, составляющие математические навыки, возникают в результате обработки данных, происходящей в ОБОИХ полушариях (особенно в области мозга в каждом полушарии, известной как внутри теменная борозда), и что повреждение любого полушария может вызвать трудности с математикой. Преимущество левого полушария в математике в основном проявляется в таких задачах, как подсчет и составление таблиц умножения, которые в значительной степени зависят от заученной словесной информации (таким образом, это не совсем то, что мы считаем «логическим»!).Также есть преимущества правого полушария в некоторых математических задачах, особенно в оценке количества набора объектов. Этот тип паттерна, в котором оба полушария мозга вносят решающий вклад, справедлив для большинства типов когнитивных навыков. — два полушария, — чтобы быть логичным или творческим.

Утверждение, что левое полушарие является средоточием языка, однако, немного отличается. Эта идея исходит из наблюдений, согласно которым повреждение левого полушария (например, из-за инсульта) часто связано с трудностями в формировании речи, проблемой, известной как афазия.Подобное повреждение правого полушария гораздо реже вызывает афазию. Фактически, для большинства людей левое полушарие играет гораздо более важную роль в способности говорить, чем правое полушарие.

Однако это не означает, что правое полушарие «невербально». Моя лаборатория изучает способность полушарий воспринимать (а не воспроизводить) язык, и мы, как и другие, показали, что оба полушария могут понимать значение слов и предложений — и что они имеют разные сильные и слабые стороны, когда дело доходит до понимания. .Итак, как и другие сложные навыки, способность понимать то, что мы читаем или что кто-то нам говорит, требует работы обоих полушарий, совместно и по отдельности.

Ранние исследования асимметрии полушарий часто основывались на пациентах с «расщепленным мозгом», у которых было перерезано мозолистое тело — пучок нервных волокон, соединяющих два полушария — в качестве лечения тяжелой эпилепсии. В таких исследованиях информация может быть предоставлена ​​одному полушарию за раз, представляя людям ввод с одной стороны поля зрения, поскольку правое поле зрения обрабатывается левым полушарием, и наоборот.

В вашей лаборатории используются современные нейробиологические методы, такие как измерения активности мозговых волн (ЭЭГ и ERP) для исследования асимметрии полушария, и обычно это делается у людей с неповрежденным мозгом. Как вы это делаете, и подтверждают ли ваши выводы или оспаривают предыдущие выводы, сделанные на основании поведения пациентов с расщепленным мозгом?

Фактически мы используем ту же базовую технику, известную как «представление полуполя зрения».

В сторону, я должен отметить, что часто люди неправильно понимают и думают, что каждый ГЛАЗ связан с другим полушарием.Это не правда. (Если бы это было так, наши исследования были бы намного проще, поскольку мы могли бы просто попросить людей закрыть один глаз!) Вместо этого половина информации, поступающей в каждый глаз, поступает в каждое из полушарий, и в результате, как вы указываете, , что, если вы смотрите вперед, то, что вы видите справа от того места, где вы смотрите, сначала улавливается вашим левым полушарием, а вещи слева — правым полушарием.

Чтобы посмотреть на различия между полушариями, мы просим наших участников, которые обычно являются студентами колледжей или взрослыми пенсионерами, смотреть в центр экрана.Затем мы довольно быстро отображаем слова (или картинки, или другие типы стимулов) — поэтому люди не могут двигать глазами достаточно быстро, чтобы фиксировать их напрямую — в левую или правую сторону экрана компьютера. Сравнивая реакцию людей (например, могут ли они точно запомнить слово), когда оно было сначала обработано левым полушарием, и правым полушарием, мы можем проверить идеи о том, на что способно каждое полушарие и есть ли у одного полушария лучше, или разные, способности по сравнению с другим.

Часто в этих экспериментах мы также измеряем электрическую активность мозга, потому что это дает обширную информацию о том, как обработка данных происходит с течением времени: мы можем отслеживать, что происходит, когда глаза отправляют информацию в области обработки изображений в мозгу, когда люди обращают внимание на слово, получить доступ к его значению по памяти и добавить эту новую информацию в свое понимание предложения, и по мере того, как люди, в некоторых случаях, решают, как реагировать, а затем готовятся нажать кнопку, чтобы зарегистрировать свой ответ.Таким образом, с помощью электрофизиологических измерений мы можем узнать не только ЧТО два полушария делают что-то по-разному, но и КОГДА и КАК.

В целом, различия между полушариями, которые были обнаружены у пациентов с расщепленным мозгом, были воспроизведены (а затем расширены) с использованием этих методов у людей с неповрежденным мозгом. Иногда это удивляет людей, в том числе моих коллег-когнитивных нейробиологов. Идея о том, что два полушария воспринимают вещи по-разному, придают разное значение вещам, получают разные значения от стимулов и иногда принимают разные решения о том, что делать, кажется экзотическим побочным эффектом состояния расщепленного мозга.Когда полушария связаны между собой, разве они не обмениваются всей информацией и не действуют единым образом?

Ответ — нет.

Отчасти потому, что не могут. Обработка данных в каждом полушарии зависит от богатой и плотной сети связей. Мозолистое тело, соединяющее полушария, велико для волоконного тракта, но крошечное по сравнению с сетью соединений в каждом полушарии. Таким образом, физически полушариям не представляется возможным полностью обмениваться информацией или действовать полностью унифицированным образом.Более того, во многих случаях разделение вещей (в буквальном смысле!) Является более разумным способом функционирования полушарий. Разделение задач и предоставление полушариям возможности работать частично независимо и использовать разные подходы к одной и той же проблеме кажется хорошей стратегией для мозга … так же, как это часто бывает в партнерских отношениях между людьми.

Имеет смысл иметь специализированные области мозга, так же как имеет смысл разделение труда в других сферах жизни. Но зачем нужны специализированные полушария? Другими словами, как вы думаете, есть ли что-то общее, что можно сказать о видах обработки, которые происходят в левом полушарии по сравнению с правым полушарием, или каждая из них представляет собой просто созвездие в некоторой степени различных, специализированных областей?

Конкретно, как и почему различаются полушария, остается загадкой.На самом деле они удивительно похожи физически, и это одна из причин, по которой я считаю, что изучение различий в полушарии имеет решающее значение для данной области.

За последнее десятилетие или около того было приложено много усилий для «картирования» человеческого мозга, то есть соединения областей, которые различаются анатомически (имеют разные входы, выходы, типы или расположение нейронов и / или нейрофармакологию). к разным функциям. Мы надеемся, что отсюда мы сможем кое-что узнать о том, как и почему имеют значение эти анатомические различия.Однако при этом поле также обнаружило множество асимметрий полушария — случаи, когда, например, область левого полушария мозга становится активной, а ее гомолог в правом полушарии (с ТАКИМИ основными входами, выходами и т. менее активны (или наоборот). Это должно нас действительно удивить: вот две области мозга, которые, по сути, одинаковы во всех измерениях, о которых поле привыкло думать, но ведут себя совершенно по-разному. Конечно, между ними должны быть физические различия — но тогда это означает, что эти «тонкие» различия гораздо более критичны для функционирования, чем оценивается в поле.

Я считаю, что изучение различий между полушариями поможет увести область от мышления в терминах отображения функций на локализованные области мозга. Я считаю, что когнитивные функции возникают из динамически настраиваемых нейронных сетей. С этой точки зрения роль, которую играет любая данная область мозга, различается в зависимости от состояния сети, частью которой она является в настоящее время, и то, как активность развивается во времени, часто имеет большее значение, чем то, где она находится в мозгу.

Почему полушария различаются? Я думаю, это потому, что даже небольшие различия в чем-то вроде силы, с которой связаны области, могут привести к очень разным динамическим паттернам активации с течением времени — и, следовательно, к разным функциям.В частности, что касается понимания языка, моя работа показала, что обработка левого полушария в большей степени зависит от того, что иногда называют «нисходящими» связями, что означает, что левое полушарие с большей вероятностью предсказывает, какое слово может произойти следующим, и имеет на его обработку повлияло это предсказание. Правое полушарие, напротив, демонстрирует больше «упреждающей» обработки: на него меньше влияют прогнозы (что может сделать его обработку менее эффективной), но затем оно более способно позже запоминать детали о словах, с которыми оно столкнулось.Из-за того, что, вероятно, разница (возможно, небольшая) в эффективности конкретных связей в каждом полушарии, одни и те же области мозга в двух взаимодействуют по-разному, и это приводит к измеримым и важным асимметриям в том, как слова воспринимаются, связаны со значением, запоминаются. , и ответил на.

Вряд ли это единственное отличие полушарий, конечно. Но я думаю, что ответ на ваш вопрос состоит в том, что то, что мы видим в паттернах асимметрий, не является ни случайным набором несвязанных различий, ни разделениями, основанными на одном или даже небольшом наборе функциональных принципов (например,g., левое полушарие — «локальное», а правое полушарие — «глобальное» … еще один популярный). Скорее, некоторая базовая биология искажена, и это имеет далеко идущие последствия для типов паттернов, которые могут быть установлены с течением времени в двух полушариях, что приводит к набору функциональных различий, которые мы можем в конечном итоге систематически связать с этими лежащими в основе биологическими причин и тем самым углубить наше понимание того, как работает мозг.

Что вас больше всего удивило в асимметриях полушарий, которые вы обнаружили (или не смогли найти!) В ходе собственного исследования?

Одно из моих любимых открытий было получено в результате эксперимента, в котором мы использовали прилагательные для изменения значения одного и того же существительного.Например, слово «книга» в «зеленой книге» относится к чему-то конкретному, то есть к чему-то, для чего легко создать мысленный образ. Однако, учитывая «интересную книгу», люди теперь обычно думают о содержании книги, а не о ее физической форме, поэтому то же слово стало более «абстрактным» по значению.

Многие исследования показывают, что конкретные и абстрактные слова обрабатываются мозгом по-разному. Мы хотели увидеть, можно ли найти эти различия для одного и того же слова в зависимости от того, к чему оно относится, и были ли эти два полушария подобным образом затронуты конкретностью.В этом эксперименте, как и во многих других, мы обнаружили, что левое полушарие очень чувствительно к предсказуемости словосочетаний. Меньше существительных может сочетаться с «зеленым», чем с «интересным», и мозговая активность, возникающая в ответ на «книга», отражала это, когда слова были первоначально представлены левому полушарию.

Однако, к нашему удивлению, именно правое полушарие вызвало активность мозга, связанную с изображениями, в «зеленую книгу» по сравнению с «интересной книгой».«Таким образом, хотя левое полушарие явно важно для обработки речи, правое полушарие может играть особую роль в создании богатого сенсорного опыта, который часто сопровождает понимание речи … и делает чтение таким удовольствием».

Еще один популярный Идея состоит в том, что одни люди более «левополушарные», а другие — более «правые». Есть ли какие-либо доказательства индивидуальных различий в том, в какой степени люди полагаются на одно полушарие по сравнению с другим? В целом, какие индивидуальные различия вы видите в специализации полушария?

Конечно, существуют индивидуальные различия в специализации полушария у разных людей, но их очень трудно надежно определить.Когда это имеет наибольшее значение, так это в медицинском контексте: когда людям предстоит операция на головном мозге (например, при эпилепсии или удалении опухоли), врачи хотели бы убедиться, что при удалении определенных тканей головного мозга они не нарушат критически важные функции, такие как речь.

Как я уже упоминал, большую часть времени левое полушарие более важно, например, для речи, но это не верно абсолютно для всех. Чтобы определить, правое или левое полушарие человека более важно для формирования речи, врачи используют такие вещи, как тест WADA, в котором барбитурат вводится в одно полушарие, чтобы временно выключить его, позволяя врачу увидеть, что именно в каждом полушарии. можно сделать самостоятельно.Очевидно, что это очень инвазивный тест (и к тому же не идеальный). Если бы вместо этого можно было выяснить, полагается ли кто-то больше на свое левое или правое полушарие, попросив его посмотреть на вращающуюся фигуру или ответить на несколько вопросов, это, очевидно, было бы предпочтительнее … но это не работает.

Конечно, существуют различия в том, как люди учатся и думают, что им нравится и что они собой представляют (хотя, поскольку у всех разные мозги, я думаю, что сходства на самом деле более удивительны, чем различия).Некоторые из этих различий могут возникать из-за индивидуальных различий в том, как организованы полушария или какое полушарие имеет тенденцию использоваться в определенных обстоятельствах. Учитывая, что полушария действительно работают в некоторой степени независимо, вопрос о том, как их независимая обработка в конечном итоге объединяется и / или какое полушарие получает «управление» обработкой для конкретной задачи, — это вопрос, который мы только начинаем понимать. (В некоторых случаях руки пациентов с расщепленным мозгом — по одной в каждом полушарии — буквально боролись за контроль над определенной задачей; интригует представить себе, что такая борьба рутинно происходит внутри всех остальных!)

Однако это Можно с уверенностью сказать, что по большей части мы все почти все время задействуем обе стороны нашего мозга.Мы знаем несколько факторов, которые влияют на латерализацию функций и степень их латерализации. Например, наличие «обратной» латеральности (с, например, контролем речи в правом, а не в левом полушарии) более вероятно для левшей, чем для правшей (хотя важно не делать чрезмерных обобщений из этого: подавляющее большинство левшей имеют типичный паттерн латерализации). Более того, различия наблюдались среди правшей в зависимости от того, есть ли у них биологические родственники-левши; это то, что моя лаборатория начинает изучать.Опять же, небольшие биологические сдвиги, частично вызванные (сложными) генетическими различиями, могут привести к различным функциональным паттернам, в том числе к тому, имеет ли функция очень латерализованную или выполняемую обоими полушариями.

Я закончу одним последним фактом о различиях полушарий, о котором многие люди могут не знать, а именно, что латерализация функций изменяется с нормальным старением. Типы латерализованных паттернов мозговой активности, о которых я упоминал ранее, говоря об исследованиях картирования мозга, чаще встречаются у молодых людей.Во многих типах задач и во многих областях мозга эти латерализованные паттерны имеют тенденцию переключаться на двусторонние паттерны у здоровых пожилых людей.

Это потому, что пожилые люди лучше научились быть логичными И творческими? Может быть :-). На самом деле трудно понять, когда такой сдвиг полезен — например, привлечение дополнительных ресурсов обработки для выполнения задачи, чтобы компенсировать возрастное снижение функций — по сравнению с тем, когда это может быть признаком того, что мозг просто меньше хорошо поддерживает здоровое разделение труда.Таким образом, понимание специализации полушария также важно для открытия способов помочь всем нам поддерживать лучшее когнитивное функционирование с возрастом. Это то, что моя лаборатория активно исследует при поддержке Национального института старения, а также Фонда Джеймса С. Макдоннелла.

Наконец, можете ли вы порекомендовать какие-либо доступные ресурсы для читателей, которые хотят узнать больше об асимметриях полушария?

Мой собственный интерес к различиям между полушариями был частично вызван такими книгами, как Left Brain, Right Brain Салли Спрингер и Георга Дойч и Hemispheric Asymmetry: What Right and What Left Джозефа Хеллиге.Это доступные книги, написанные учеными и хорошо обоснованные в исследованиях — хотя обеим книгам уже более десяти лет, поэтому они не отражают текущие разработки в этой области. К сожалению, я не знаю более свежих книг, которые были бы сравнительно надежными и доступными.

Некоторым читателям может быть интересно прочитать журнальные статьи по данной теме. Например, я почерпнул некоторую информацию о математике и полушариях из статьи Станисласа Дехане, Николаса Молко, Лорана Коэна и Анны Уилсон «Арифметика и мозг» в журнале Current Opinion in Neurobiology (2004; Volume 14, страницы 218-224).Для тех, кто интересуется языком, я (вместе с соавторами Эдвардом Влотко и Аароном Мейером) написал довольно доступный обзор под названием «Что« правильно »в понимании языка: ERP раскрывают языковые способности правого полушария», опубликованный в Language and Linguistics Compass (2008; Том 2, страницы 1-17).

Вы можете быть в курсе того, о чем думает Таня Ломброзо, в Twitter: @TaniaLombrozo

Когда мост между полушариями отсутствует, мозг реорганизуется

Мозг адаптируется через реорганизацию у людей, рожденных без мозолистого тела, у которых отсутствует мост между двумя полушариями головного мозга.Считается, что эти механизмы позволяют мозгу компенсировать потери, воссоздавая связи с другими областями мозга, используя альтернативные нейронные пути.

Когда нейронные волокна, которые действуют как мост между полушариями, отсутствуют, реорганизация мозга создает впечатляющее количество связей внутри каждого полушария. Новое исследование показывает, что эта реорганизация создает больше внутриполушарных связей, чем в здоровом мозге, что указывает на участие механизмов пластичности.Считается, что эти механизмы позволяют мозгу компенсировать потери, воссоздавая связи с другими областями мозга, используя альтернативные нейронные пути.

Эта работа опубликована в Cerebral Cortex в статье «Структурные нейропластические реакции сохраняют функциональную связность и нейроповеденческие исходы у детей, рожденных без мозолистого тела».

Каждый 4000 человек рождается без мозолистого тела — структуры мозга, передающей информацию из одного полушария в другое.Мозолистое тело, которое развивается в утробе матери между десятой и двадцатой неделями беременности, представляет собой самый большой путь белого вещества в головном мозге, соединяющий два полушария.

Когда мозолистое тело отсутствует, ничто не заменяет его структуру, за исключением спинномозговой жидкости. Это означает, что информация, передаваемая из одного полушария в другое, больше не может передаваться проекциями нейронов из мозолистого тела.

Удивительно, но 25% людей с этим пороком развития не имеют видимых признаков, 50% имеют средний коэффициент интеллекта и трудности в обучении, а остальные 25% страдают серьезными когнитивными расстройствами.

«Их роль в здоровом мозге, — сказала Ванесса Сиффреди, доктор философии, исследователь медицинского факультета UNIGE, — заключается в обеспечении функционирования различных когнитивных и сенсомоторных функций».

В отсутствие мозолистого тела определенные волокна, служащие мостом между полушариями, известные как пучки Пробста, обходят отсутствующую область мозга и сворачиваются внутрь каждого полушария. «Зоны поддержки меняются от одного человека к другому. И мы не понимаем их функций », — пояснил Сиффреди.

Ученые UNIGE, работающие в сотрудничестве со своими коллегами из Мельбурнского университета, решили понять эту изменчивость и изучить роль волокон. Их гипотеза заключалась в том, что отсутствие развития (агенезия) мозолистого тела может привести к нейропластической реакции усиления внутриполушарных путей.

Используя МРТ головного мозга, они изучили анатомические и функциональные связи между различными областями мозга примерно 20 австралийских детей в возрасте от 8 до 17 лет, страдающих агенезом мозолистого тела, по сравнению с типично развивающейся контрольной группой (n = 29).

Этот подход позволил наблюдать физические взаимоотношения между различными областями мозга, то есть их структурные связи. У детей с агенезом мозолистого тела нервные волокна в каждом полушарии больше по количеству и более высокого качества, чем в здоровом мозге. Кроме того, ученым UNIGE удалось определить взаимосвязь между активностью разных областей мозга и их функциональными связями.

«Если два региона активны вместе, это означает, что они взаимодействуют друг с другом», — пояснил Сиффреди.Данные показывают, что внутри- и межполушарное функциональное соединение мозга без мозолистого тела сравнимо с таковым у здорового мозга. «Примечательно, что связь между двумя полушариями поддерживается. Мы думаем, что механизмы пластичности, такие как усиление структурных связей в каждом полушарии, компенсируют отсутствие нейронных волокон между полушариями. Создаются новые соединения, и сигналы могут быть перенаправлены, чтобы сохранить связь между двумя полушариями.”

Команда не только наблюдала структурное усиление внутриполушарных проводящих путей у детей, рожденных без мозолистого тела, но также наблюдала корреляцию между увеличением внутриполушарных связей и когнитивными навыками.

Эта информация актуальна для клинической работы, поскольку, поскольку агенезия в настоящее время выявляется с помощью ультразвука во время беременности, ее можно встретить с предложением о прерывании беременности. «В недалеком будущем мы могли бы представить, как использовать МРТ, чтобы предсказать, связана ли порок развития, наблюдаемая с помощью ультразвука, с когнитивными нарушениями или нет, и, таким образом, лучше информировать будущих родителей», — заключил Сиффреди.

Brain — Better Health Channel

Мозг контролирует функции организма и позволяет сознанию. На этот нежный орган может повлиять широкий спектр заболеваний и событий, таких как травмы, инсульт и опухоли. Симптомы и последствия зависят от пораженных участков мозга.

Спинной мозг соединяет головной мозг с сенсорными и двигательными нервами тела. Головной и спинной мозг покрыты оболочками (мозговыми оболочками) и питаются специальной жидкостью, называемой спинномозговой жидкостью.В среднем мозг взрослого человека весит от одного до двух килограммов.

Нейроны

Мозг состоит из специализированных клеток, называемых нейронами, и электрические импульсы передаются от одного нейрона к другому. Нейрон состоит из трех основных частей:

• Тело клетки (сома)
• Длинный «хвост» (аксон)
• Ветвление крошечных выступов (дендритов), которые соединяются с другими нейронами.

Может быть около 100 миллиардов нейронов, каждый из которых связан примерно с 10 000–100 000 другими.Эта сложная схема делает человеческий мозг достаточно сложным, чтобы контролировать все системы организма и обеспечивать высшие функции, такие как осознание, суждение и мышление.

Основные компоненты

Мозг — мягкий студенистый орган, состоящий из множества складок. Основные компоненты головного мозга включают:

• Ствол головного мозга
• Мозжечок
• Таламус
• Головной мозг (включая кору головного мозга и два полушария)
• Мозолистое тело.

Ствол головного мозга

Ствол головного мозга — это мост между головным и спинным мозгом. Сообщения передаются из мозга в двигательные и сенсорные нервы тела и наоборот в постоянном «разговоре». Три части ствола головного мозга включают:

• продолговатый мозг — отвечает за функции вегетативной нервной системы, такие как дыхание, сердцебиение и пищеварение.
• Pons — регулирует сон, бодрствование и дыхание.
• Средний мозг — контролирует рефлексы слуха и зрения (реакция вздрагивания) и вырабатывает химическое вещество мозга, дофамин, который важен для регулирования движения.

Мозжечок

Мозжечок расположен за стволом головного мозга. Он отвечает за такие двигательные навыки, как движение, координацию и равновесие.

Таламус

Таламус находится на вершине ствола мозга. Сенсорная информация от тела сортируется таламусом, который затем направляет информацию к наиболее подходящим «приемным станциям» в коре головного мозга.

Головной мозг, кора головного мозга и полушария головного мозга

Головной мозг участвует в функциях высшего сознания. Большая часть мозга, около 85 процентов, занята головным мозгом. Именно эта структура придает мозгу отличительную форму двух половин — правого и левого полушарий. Кора головного мозга представляет собой слой нейронов толщиной около 3 мм, который образует «серое вещество».

Кора головного мозга складывается сама по себе; это обеспечивает характерные гребни и впадины мозга.Связи между нейронами и удаленными ядрами осуществляются множеством аксонов, образующих «белое вещество». Правое и левое полушария делятся на четыре доли. К ним относятся:

• Фронтальный — расположен за лбом. Функции включают сознание, мышление, эмоции, язык и память.
• Теменная — расположена на макушке и задней части головы. Эти доли обрабатывают информацию от сенсорных нервов и способствуют произвольным движениям.
• Височная — расположена над каждым ухом. Функции включают память и обработку звуков, распознавание лиц, распознавание сложных объектов и мультисенсорную интеграцию.
• Затылочная область — расположена на затылке. Основная функция — интерпретация сенсорной информации от глаз.

Corpus callosum

Два полушария соединены толстой полосой нервных волокон, называемой мозолистым телом. Половинки мозга могут общаться друг с другом через этот «мост».

Другие важные структуры

Другие структуры мозга включают:

• Гипоталамус — расположен под таламусом. Эта структура играет важную роль в регулировании многих телесных процессов, включая температуру, жажду, голод, сон и либидо. Он работает рука об руку с другой структурой мозга — гипофизом. Гипофиз считается «главной железой» эндокринной (гормональной) системы.
• Лимбическая система — состоит из различных структур, включая гиппокамп и миндалину.Эта примитивная область мозга отвечает за основные эмоции, такие как гнев, счастье и сексуальное желание.

Диапазон расстройств

Мозг может быть поражен широким спектром расстройств и событий. Конкретные симптомы или нарушения функционирования зависят от того, какие области мозга поражены. Некоторые из причин повреждения головного мозга включают:

• Заболевания, поражающие нервную систему , такие как болезнь Паркинсона, рассеянный склероз или болезнь Альцгеймера.
• Опухоли — рост обычно начинается в клетках мозговых оболочек, глиальных клетках мозжечка или полушарий головного мозга или в гипофизе.
• Инсульт — разрыв кровеносного сосуда в головном мозге или закупорка кровеносных сосудов.
• Врожденные дефекты — включая генетические нарушения, такие как синдром Дауна, или проблемы развития, вызванные потреблением матерью алкоголя или наркотиков во время беременности.
• Травма — например, удар по голове или проникающее ранение.
• Наркотики — включая алкоголь. Некоторые препараты являются нейротоксинами (ядовиты для нервных клеток).
• Недостаток кислорода — клетки мозга могут быть повреждены или уничтожены из-за недостатка кислорода, например, в случае почти утопления.

Симптомы болезни

Симптомы зависят от того, какая область головного мозга поражена, но, как правило, могут включать:

• Проблемы с речью
• Проблемы с глотанием
• Паралич или слабость
• Онемение
• Тремор
равновесие или координация
• Потеря некоторых чувств, таких как зрение или чувство
• Проблемы со зрением
• Головокружение
• Изменения личности
• Сильные изменения настроения
• Спутанность сознания
• Проблемы со сном
• Потеря памяти.

Диагностика и лечение

Методы диагностики зависят от первопричины, но могут включать общие тесты, рентген, компьютерную томографию (КТ) и магнитно-резонансную томографию (МРТ).

Лечение зависит от причины. В некоторых случаях степень повреждения и долгосрочной потери функции зависит от скорости оказания первой помощи. Например, если человек подозревает, что у него инсульт, и немедленно обращается за медицинской помощью, кровотечение и связанные с ним деструктивные эффекты можно быстро остановить.Как правило, дети лучше восстанавливаются после черепно-мозговой травмы или повреждения, потому что их развивающийся мозг более гибок, чем у взрослых.

Куда обратиться за помощью

• Ваш врач
• Невролог
• Brain Foundation Victoria Тел. 1300 886 660 или (02) 9437 5967

Что следует помнить

• Основные компоненты мозга включают ствол мозга, мозжечок, таламус, головной мозг и мозолистое тело.
• Мозг может быть поражен широким спектром нарушений и событий, таких как травмы, заболевания нервной системы, инсульт и опухоли.
• Конкретные симптомы или нарушения функционирования зависят от пораженных участков мозга.

Полушария головного мозга: коммуникация и управление левым и правым полушариями — видео и стенограмма урока

Полушария головного мозга

Представим, что мы нейрохирурги. Это может быть для вас немного страшно и противно, но я избавлю вас от действительно кровавых подробностей.

Чтобы добраться до мозга, мы сначала сбриваем волосы пациента. Затем мы разрезаем кожу на верхней части черепа.После удаления определенных частей кости мы прорезали поверхностный слой, покрывающий мозг, и увидели бы прямо перед нашими глазами сам мозг. То, что мы видим прямо перед собой, известно как кора головного мозга . Кора головного мозга имеет слегка серый цвет, потому что неудивительно, что в ней много серого вещества . Серое вещество содержит тела нервных клеток, и тела нервных клеток несут ответственность за многие вещи, в том числе:

• Поддержание нервных клеток в живых за счет выработки энергии и белка
• Хранение информации с помощью процесса, который мы называем памятью
• Обработка и понимание информации, поступающей от органов чувств, например зрения и обоняния

Вы также заметите, что полушария головного мозга, правое и левое полушария вашего мозга, имеют действительно большое углубление, проходящее прямо посередине мозга, разделяющее его на правую и левую половины. Большая щель, отделяющая левое полушарие мозга от правого полушария, известна как продольная трещина .

Мозолистое тело: структура и функции

Если бы мы поместили руки в продольную щель, чтобы попытаться отделить левое и правое полушария от центра, мы бы увидели, что мы не можем полностью отделить полушария головного мозга. раздельно.Это будет очень белая структура, удерживающая вместе две половины полушарий головного мозга. Эта структура также помогает двум полушариям вашего мозга общаться друг с другом; это называется мозолистое тело . Опять же, мозолистое тело позволяет правому и левому полушариям головного мозга общаться друг с другом.

Если вам интересно, почему мозолистое тело такое белое, это потому, что оно состоит из белого вещества , а белое вещество состоит из частей нервных клеток, которые позволяют передавать сигналы между двумя точки.Белое вещество — это, по сути, магистраль, по которой электрические сигналы между телом нервной клетки в одной области серого вещества перемещаются к телу нервной клетки в другой области серого вещества. Подумайте об этом так: ваше серое вещество — это что-то вроде вашего интернет-модема или вашего компьютера, а белое вещество — это кабель, соединяющий их. Без белого вещества было бы намного труднее сигнализировать и передавать информацию, важную для таких вещей, как формирование памяти и движение мышц.

Теперь все должно иметь смысл.Мозолистое тело соединяет каждое из двух полушарий мозга. Мозолистое тело также состоит из белого вещества. Поскольку белое вещество обеспечивает связь, а мозолистое тело состоит из этого белого вещества, должно быть понятно, что мозолистое тело позволяет полушариям вашего мозга общаться друг с другом.

Имея все это в виду, теперь вы сможете понять, как все работает вместе в целом. Например, небольшое тело нервной клетки в сером веществе вашего левого полушария, коре головного мозга, может захотеть вовлечь тело нервной клетки, расположенное в сером веществе коры головного мозга вашего правого полушария.Как тело левой нервной клетки взаимодействует с телом правой нервной клетки, чтобы, скажем, формировать память? Он использует белое вещество! Тело нервной клетки в левом полушарии будет посылать сигнал через белое вещество через мозолистое тело, чтобы передать сообщение телу нервной клетки, расположенному в правом полушарии мозга.

Когда мы разделяем мозг пополам

В некоторых неудачных случаях определенное заболевание приводит к значительному недопониманию между нервными клетками и полушариями головного мозга, что приводит к припадкам — состоянию, известному как эпилепсия.Иногда это заболевание можно вылечить только хирургическим путем. При хирургической процедуре, известной как мозолистое тело, мозолистое тело разрезают пополам, чтобы попытаться вылечить это состояние. Хотя технически мы не разделяем наш мозг пополам, эта процедура перекрывает путь связи между левым и правым полушариями мозга, чтобы минимизировать негативные последствия эпилепсии.

Краткое содержание урока

Имея это в виду, давайте рассмотрим важные моменты этого урока.Как и тот факт, что общение между людьми важно, так и в мозгу — структуре, которая в первую очередь позволяет вам общаться.

Ваша кора головного мозга состоит из совокупности тел нервных клеток, известных как серого вещества . Кроме того, в вашем мозгу есть большая бороздка, называемая продольной щелью , которая разделяет левое и правое полушария вашего мозга.

Если бы вы воткнули ручку в середину этой продольной трещины как можно глубже, вы бы попали в структуру, называемую мозолистым телом.Само мозолистое тело состоит из белого вещества , которое позволяет нервным клеткам передавать информацию из точки А в точку Б. Это помогает объяснить, почему мозолистое тело помогает левому полушарию мозга общаться с правое полушарие мозга.

Результаты обучения

По завершении этого урока вы должны уметь:

• Описывать кору головного мозга, серое вещество, белое вещество, продольную трещину и мозолистое тело
• Понять, как полушария мозга взаимодействуют друг с другом
• Объясните, как и почему иногда мозолистое тело отделяют хирургическим путем

Синдром расщепленного мозга | патология | Британника

Полная статья

Раскройте науку о синдроме расщепленного мозга

Структура, известная как мозолистое тело, соединяет левое и правое полушария мозга и обеспечивает связь между ними.Дисфункция или отсутствие этой структуры может привести к состоянию, известному как синдром расщепленного мозга, при котором каждое полушарие мозга функционирует независимо. Синдром расщепленного мозга связан с такими состояниями, как синдром чужой руки, который характеризуется непроизвольным и нескоординированным, но целенаправленным движением рук.